Question

同學(xué)用一電源（不知電壓）、兩個開關(guān)、一個電流表、一個滑動變阻器R（20Ω，2A）和若干導(dǎo)線來測一個小燈泡的額定功率，小燈泡上僅有“0.2A”字樣，額定電壓已看不清楚，他經(jīng)過思考后，設(shè)計并連接了電路，在進行實驗時，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)滑動變阻器的滑片處于中點時，小燈泡能正常發(fā)光，最后，該同學(xué)測出了小燈泡的額定功率。

（1）請你畫出該同學(xué)設(shè)計的實驗電路圖；

（2）請你說明這個同學(xué)測這個小燈泡額定功率的步驟、所測的物理量，并寫出有關(guān)的計算過程和這個小燈泡額定功率P的數(shù)學(xué)表達式。

Answer 1

（1）實驗電路圖如下：

（2）實驗步驟為：

①將滑動變阻器滑片移到最大阻值R ₀ 處，閉合開關(guān)S ₁ ，記下電流表的示數(shù)I ₁ ；
②斷開開關(guān)S ₁ ，閉合開關(guān)S ₂ ，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電流表示數(shù)為I ₂ = 0.2A，此時滑動變阻器接入電路電阻R ₀ / 2．

（3）由上得電源電壓為U = I ₁ R ₀ ．
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓為U′
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時兩端電壓為U_額 = U - U ′ =
所以燈泡的額定功率為P_額 = U_額I_額 =